Terdapat teori yang terkenal mengenai proses penuaan adalah teori Telomere dan teori radikal bebas. Selain itu, Apa Saja Teori Penyebab Proses Penuaan?
Teori Telomere
Teori ini berkembang karena hasil penelitian menunjukkan bahwa pada setiap ujung kromosom terdapat sekuen pendek DNA nontranskripsi yang dapat diulang berkali-kali (TTAGGG), yang dikenal sebagai telomere . Sekuen telomere tersebut tidak seluruhnya terkopi sepanjang sintesis DNA untuk mendukung mitosis. Hasilnya, ekor untaian tunggal DNA ditinggal di ujung setiap kromosom dan akan dibuang pada setiap pembelahan sel, telomere menjadikansel lebih pendek . Pada saat sel somatik bereplikasi, satu potongan kecil tiap susunan telomere tidak berduplikasi sehingga telomere memendek secara progresif. Akhirnya , setelah pembelahan sel yang multiple, telomere yang terpotong parah diperkirakan mensinyal proses penuaan sel. Namun demikian kondisi tersebut tidak terjadi pada sel punca atau stem cell . Pada sel germ dan sel stem tersebut panjang telomere terus diperbaiki setelah pembelahan sel oleh enzim khusus yang disebut telomerase.
Pemendekan telomere dapat menjelaskan adanya batas replikasi sel. Hal ini didukung oleh penemuaan bahwa panjang telomer berkurang sesuai umur individu darimana kromosom didapat. Dari pengamatan jangka panjang nampak bahwa fibroblast manusia dewasa normal pada kultur sel, memiliki rentang masa hidup tertentu dan fibroblast akan berhenti membelah serta menua setelah kira-kira 50 kali penggandaan. Fibroblast neonatus mengalami sekitar 65 kali penggandaan sebelum berhenti membelah, sementara itu fibroblast pada pasien dengan progeria , yang berusia premature, hanya memperlihatkan 35 kali penggandaan atau lebih. Menuanya fibroblas manusia dalam biakan dapat dihindari secara parsial dengan melumpuhkan gen RB dan TP 53. Namun sel ini akhirnya juga mengalami suatu krisis, yang ditandai dengan kematiaan sel masif.
Teori “ Wear And Tear”
Teori “Wear and Tear” disebut juga teori “Pakai dan Lepas”. Teori ini memberi kesan bahwa hilangnya sel secara normal akibat dari perubahan dalam kehidupan sehari-hari dan penumpukan rangsang subletal dalam sel yang berakhir dengan kegagalan sistem yang cukup besar sehingga menyebabkan keseluruhan organisme akan mati.Teori ini memberikan penjelasan yang baik mengapa kegagalan jantung dan system saraf sentral merupakan penyebab utama kematian, karena sel-sel yang mempunyai fungsi penting pada jaringan tersebut tidak mempunyai kemampuaan regenerasi. Teori ini juga menjelaskan bahwa setiap organisme mempunyai harapan hidup yang sama, namun perubahan panjang umur setiap individu diakibatkan oleh pola hidup individu itu sendiri
Berbagai mekanisme seluler dan subseluler yang diperkirakan sebagai penyebab kesalahan penumpukan yang menyebabkan terjadinya penuaan sel adalah:
- Ikatan silang protein
- Ikatan silang DNA
- Mutasi dalam DNA yang membuat gen yang penting tidak tersedia atau berubah fungsinya
- Kerusakan mitokondria
- Cacat lain dalam penggunaan oksigen dan nutrisi
Teori Radikal Bebas
Istilah radikal bebas diartikan sebagai molekul yang relatif tidak stabil, mempunyai satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan diorbit luarnya sehingga molekul tersebut bersifat reaktif dalam mencari pasangan elektronnya. Jika sudah terbentuk dalam tubuh maka akan terjadi reaksi berantai dan menghasilkan radikal bebas baru yang akhirnya jumlahnya terus bertambah.
Oksigen yang kita hirup akan diubah oleh sel tubuh secara konstan menjadi senyawa yang sangat reaktif yang dikenal sebagai senyawa reaktif oksigen ( reactive oxygen species-ROS), yaitu satu bentuk radikal bebas. Peristiwa ini berlangsung saat proses sintesa energi oleh mitokondria atau proses detoksifikasi yang melibatkan enzim sitokrom P-450 di dalam hati. Produksi ROS secara fisiologis ini merupakan konsekuensi logis dalam kehidupan aerobik.
Sebagian ROS berasal dari proses fisiologis tersebut (ROS endogen) dan lainnya adalah ROS eksogen, seperti berbagai polutan lingkungan (emisi kendaraan bermotor dan industri, asbes, asap rokok dan lain-lain), radiasi ionisasi, infeksi bakteri, jamur dan virus, serta paparan zat kimia ( termasuk obat) yang bersifat mengoksidasi. Ada berbagai jenis ROS, contohnya adalah superoksida anion, hidroksil, peroksil, hydrogen peroksida, singlet oksigen, dan lain sebagainya.
Didalam tubuh manusia sendiri juga dilengkapi oleh system defensive terhadap radikal bebas tersebut berupa perangkat antioksidan enzimatis ( gluthatione, ubiquinol, catalase, superoxide dismutase, hydroperoksidase dan lain sebagainya). Antioksidan enzimatis endogen ini pertama kali dikemukakan oleh J.M. Mc Cord dan I.Fridovich yang menemukan enzim antioksidan alami dalam tubuh manusia dengan nama superoksida dismutase (SOD) . Hanya dalam waktu singkat setelah teori tersebut disampaikan, selanjutkan ditemukan enzim-enzim antioksidan endogen lainnya seperti glutation peroksidase dan katalase yang mengubah hydrogen peroksidase menjadi air dan oksigen.
Sebenarnya radikal bebas, termasuk ROS, penting artinya bagi kesehatan dan fungsi tubuh yang normal dalam memerangi peradangan, membunuh bakteri, dan mengendalikan tonus otot polos pembuluh darah dan organ-organ dalam tubuh manusia. Namun bila dihasilkan melebihi batas kemampuan proteksi antioksidan seluler, maka dia akan menyerang sel itu sendiri sehingga struktur sel berubah yang akan turut merubah fungsinya, sehingga mengarah pada proses munculnya penyakit.
Stress oksidatif (oksidative stress) adalah ketidak seimbangan antara radikal bebas (prooksidan) dan antioksidan yang dipicu oleh dua kondisi umum:
- Kurangnya antioksidan
- Kelebihan produksi radikal bebas
Keadaan stress oksidatif membawa pada kerusakan oksidatif mulai dari tingkat sel,jaringan hingga ke organ tubuh, yang menyebabkan terjadinya percepatan proses penuaan dan munculnya penyakit.Teori penuaan dan radikal bebas pertama kali digulirkan oleh Denham Harman dari University of Nebraska Medical Center di Omaha, AS tahun 1956 yang menyatakan bahwa tubuh mengalami penuaan karena serangan oksidasi dari zat-zat perusak.
Teori Genetika
Proses penuaan kelihatannya mempunyai komponen genetik dan erat kaitannya dengan faktor genetik. Hal ini dapat dilihat dari pengamatan bahwa anggota keluarga yang sama cenderung hidup pada umur yang sama dan umurnya rata-rata juga sama. Mekanisme penuaan yang jelas secara genetik belumlah jelas, tetapi penting menjadi catatan bahwa lamanya hidup kelihatannya diturunkan melalui garis wanita dan seluruh mitokondria mamalia berasal dari telur dan tidak ada satupun yang dipindahkan melalui spermatozoa. Pengalaman kultur sel sugestif menunjukkan bahwa beberapa gen yang mempengaruhi penuaan terdapat pada kromosom 1, tetapi bagaimana cara kromosom tersebut mempengaruhi penuaan belum jelas. Disamping itu terdapat juga beberapa manusia yang ditemukan mengalami kondisi genetik yang jarang (progerias) seperti sindroma Werner menunjukkan proses penuaan yang premature dan meninggal akibat penyakit usia lanjut meskipun usia penderita masih belasan tahun atau permulaan remaja.Serupa dengan itu, penderita sindroma Down pada umumnya mengalami proses penuaan lebih cepat dibandingkan dengan populasi lain. Disamping itu fibroblasnya mampu membelah dalam jumlah lebih sedikit di dalam kultur dibandingkan dengan control yang umurnya sama. Tetapi ini masih sangat jauh dari bukti akhir bahwa penuaan merupakan kondisi genetik; hal ini hanya menunjukkan kepada kita bahwa beberapa bentuk penuaan dipengaruhi oleh mekanisme genetik.
Teori proses penuaan yang lain antara lain adalah:
-
Teori mutasi somatik
Teori ini mengemukakan bahwa proses penuaan diakibatkan oleh kerusakan pada integritas genetik sel-sel tubuh itu. -
Teori akumulasi kesalahan
Teori ini mengemukakan bahwa proses penuaan diakibatkan adanya kesalahan pada kode genetic yang berangsur-angsur rusak yang kemudian menumpuk dan menyebabkan rusaknya kode genetic tersebut. -
Teori akumulasi sampah
Menurut teori ini proses penuaan disebabkan karena menumpuknya sisa-sisa pembuangan (sampah metabolisme) yang akhirnya menyebabkan kerusakan pada sistem metabolisme. -
Teori Autoimune
Penuaan yang terjadi disebabkan karena terbentuknya autoantibodi yang menyerang jaringan tubuh itu sendiri. Hal ini dapat terlihat pada radang lambung atropi, Hashimoto tiroiditis. -
Teori “ Aging Clock ”
Teori ini mengemukakan bahwa proses penuaan disebabkan karena suatu urutan yang telah terprogram, seperti halnya jam, dimana telah diatur oleh saraf atau sistem endokrin kita.Sel-sel membelah dan terjadi pemendekan dari telomer ini seperti jam yang telah diatur waktunya. -
Teori “cross-linkage”
Penuaan terjadi karena akumulasi dari cross-linkage yang mana akan menghalangi fungsi sel normal -
Mitohormesis
Sejak tahun 1930 diketahui bahwa membatasi asupan kalori mencegah timbulnya proses penuaan. Baru-baru ini, Michael Ristow menunjukkan bahwa penundaan proses penuaan dapat dilakukan dengan meningkatkan antioksidan yang menghambat pembentukan radikal bebas dalam mitokondria.